В Падуанському університеті було здійснено видатні дослідження з анатомії і фізіології людини. Ці дисципліни в ті часи ще не були відокремлені.
Протягом багатьох сторіч після Галепа фактично нічого нового в анатомії не було відкрито. Церква суворо забороняла професорам-ченцям, які здебільшого були викладачами анатомії, робити розтини людських трупів; перші легальні розтини для навчання в університетах (найчастіше один раз на рік) почали робити більш як через тисячу років після Галена (XIII ст.) '. В підручнику анатомії, складеному професором Мондіно де Люцці в Болоньї, яким користувались в університетах протягом 200 років, анатомія подавалася за Галеном; лише в 1520 р. Олександр Ахіліні в новому виданні праці Мондіно описав клубово-сліпокишковий клапан та в слуховому апараті молоточок з коваделком. В 1529 р. Бенердіно де Карпі в новому виданні Мондіно висловив сумнів щодо можливості безпосереднього переходу крові з одного шлуночка серця в другий, як учив Гален.
Серед анатомів Падуанської школи перше місце належить Андреасу Везалію, праці якого становлять цілу епоху в анатомічній, науці.
Андреас Везалій (справжнє прізвище Віттінгс, 1514—1564) — родом з Брюсселя, вивчав медицину в Монпельє, Парижі, досконально володів грецькою, латинською і арабською мовами. З перших років навчання на медичному факультеті виявив виняткову пристрасть до вивчення анатомії. Не задовольняючись лекціями своїх учителів, які викладали її за Галеном, Везалій, під загрозою смертної кари, викопував з товаришами потайки на кладовищі свіжі трупи і знімав повішених злочинців за стінами міста, переховував їх у себе в приміщенні і вивчав на них анатомію. Маючи 23 роки, він поїхав у Падую, де був у ті часи найкраще обладнаний анатомічний театр, блискуче провів там ряд диспутів, виявив великі знання з анатомії і невдовзі (у віці 25 років) дістав звання професора анатомії цієї відомої школи. Везалій, досліджуючи людські трупи, виправив усю тогочасну анатомію, відзначив близько 200 істотних помилок Галена. Він переконливо спростував твердження Галена, що правий шлуночок серця у дорослих сполучається з лівим. Везалій критикував помилки Галена спочатку дуже обережно, у формі шанобливих «коментарів». Та, зібравши свої анатомічні дослідження і систематизувавши їх, він опублікував у 1543 р. великий твір («Будова людського тіла, в семи частинах»), який прекрасно ілюстрував художник Калькар — учень Леонардо да Віичі та Тіціана. У І книзі описано скелет, II — зв'язки та м'язи, III — судини, IV — нерви, V — нутрощі, VI — серце, органи дихання, VII — мозок.
Праця Везалія стала об'єктом шаленої критики прибічників Галена, які вважали авторитет Галена непорушним. Учитель Везалія в Парижі Жак Дюбуа Сільвій прилюдно прокляв свого учня, спалив його книгу, обізвавши його не Везалієм, а Везанусом. Доля Везалія була сумна. За намовою заздрісників його звинуватили в анатомуванні ще живої людини, і він змушений був їхати замолювати свій гріх над «гробом господнім» в Єрусалимі. На зворотному шляху корабель розбився, Везалій опинився на безлюдному острові Занте, де помер від голоду й хвороби. Тут пізніше йому було встановлено пам'ятник.
Везалій перший дав опис тіла людини, побудований на докладному дослідженні людських трупів; він перший розробив у деталях правильну методику секції, і його справедливо вважають творцем анатомії як науки.
На численних рисунках людське тіло ніде не зображено у Везалія непорушним, в лежачому положенні, а всюди динамічно, у русі. Рисунки до лекцій Везалія свідчать, що лекції його супроводжувалися порівняльними демонстраціями, з живим натурщиком, зі скелетом. Везалій був новатором не лише у вивченні, а й у викладанні анатомії. Його лекції, так само як і рисунки в його книзі, давали уявлення не тільки про будову, але частково і про функції організму. Вони характерні для епохи Відродження, її життєствердного оптимізму, що знаходило свій вияв не тільки в художній літературі, але навіть і в анатомічному атласі. Для учнів Везалій опублікував скорочений виклад великої праці — «Епітоме» (щось на зразок конспекту або узагальнених висновків). Книга ця перекладалася у XVIII ст. в Москві Єпіфанієм Славинецьким — «Врачевская анатомия».
Роботу Везалія щодо дальшого вивчення будови людського організму продовжували багато видатних учених, переважно італійських. Габрієль Фаллопій (1523—1562) описав анатомію зубного апарату, слухового органа, статевих органів (фаллопіє-ві труби).
Бартоломео Євстахій (1510—1574) докладно описав нирки, орган слуху (євстахієва труба). З Падуанського університету вийшла праця Ієроніма Фабріція (1537—1619), який описав венозні клапани. Він помітив, що вени відкриваються в бік серця, але не дав цьому пояснення. Професор цього ж університету Ре-альдо Коломбо (1516—1559), безпосередній учень і наступник Везалія го кафедрі, залишив опис малого кола кровообігу.
У праці «Пе ге апаїотіса», надрукованій у Венеції в 1559 р., він підтвердив, що «кров прибуває легеневою артерією до легенів, де вона розріджується, потім, поєднавшись з повітрям, вона іде до лівого шлуночка серця через легеневу вену; це явище досі ще ніким не було помічене, хоч і доступне для спостереження всім». Центром кровообігу Коломбо вважав, за Галеном, не серце, а печінку.
Одночасно з ним в Іспанії цілком самостійно описав мале коло кровообігу доктор Мігель Сервет (1509 (1511) —1553). Сер-вета було визнано єретиком і спалено (1553) у Швейцарії разом з його працею богословського змісту.
Сервет спростував погляд Галена щодо просочуванні крові з лівої половини серця у праву через невеликі отвори, які нібито е у перетинці між передсердями, і вперше дав правильну уяву про рух крові з правого шлуночка серця до легень по гілках легеневої артерії і від них по гілках легеневих вен у ліве передсердь. Він вважав, що в легенях відбувається видалення з крові «сажі» і насичення її «свіжим повітрям», внаслідок чого утворюється «життєвий дух», що є джерелом усіх рухів організму.
Отже на кінець XVI ст. було нагромаджено досить даних, щоб правильно описати рух крові. Везалій довів, що в післяут-робному житті шлуночки серця не "сполучаються між собою, як вважали (за Галеном) протягом тисячоліть. Фабріцій описав венозні клапани. Коломбо і Сервет описали мале коло кровообігу. Дальші правильні висновки зробив і перевірив в експерименті учень тієї ж Падуанської школи англієць Уїльям Гарвей, який відкрив велике коло кровообігу.